2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K14312
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
喜多村 和郎 山梨大学, 総合研究部, 教授 (60423159)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | システム神経生理学 / 小脳 / 運動制御 / 運動学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リッキング課題やレバー引き課題を実行中のマウスにおいて、２光子カルシウムイメージングにより小脳プルキンエ細胞集団の活動を解析した。小脳帯域を可視化できるマウス（Aldoc-tdTomato, Tsutsumi et al., J Neurosci. 2015）のプルキンエ細胞に、高感度カルシウムセンサーGCaMP6を発現し、課題の学習過程において同じ細胞集団から繰り返しの慢性イメージングを行った。今年度は、この方法を用いて音弁別go/no-go課題を実行中に登上線維シグナルが課題のどのような情報をコードしそれが学習過程でどのように変化するかに着目して解析を行った。その結果、課題に関する異なる情報（リッキング開始のタイミング、運動誤差の情報）が小脳の異なる帯域に登上線維シグナルとして与えられていることが明らかとなった。すなわち、それぞれの機能に関する小脳領域は異なっており別々の機能モジュールとして働いており、運動タイミングと誤差信号は別のモジュールで処理されていることを意味している。さらに、手がかり刺激（go／no-goキュー）の情報や、行動表出（Hit, Miss, Correct rejection, False alarm）の情報を受けているモジュールがあることが明らかとなり、小脳において高次機能に関わる細胞集団を初めて同定することに成功した。また、学習に伴ってこれらの運動や認知機能にかかわるシグナルが変化することが明らかとなり、各小脳モジュールにおいて同時に複数の異なる情報処理が行われて最終的な行動学習が成立することが示唆された。また、レバー引き運動課題を遂行中の小脳活動イメージングにも成功しており現在データ解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究開始当初は、運動誤差と運動タイミングにのみ着目してそれらが小脳皮質でどのように表現されているかを解明することを目的としていたが、これらの運動に関わる機能のみならず、認知機能にかかわる小脳モジュールの同定とその学習過程における変化を明らかにしつつあり、当初計画では期待していなかった大きな成果につながると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度も引き続き実験を継続することで、認知運動機能における小脳モジュールの役割を明らかにしていくことに加え、当初計画通り、運動に明示的な誤差（外部負荷）や運動タイミングに制限を与えた時にこれらの情報がどのように表現されているかについて解析をすすめる。
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| Causes of Carryover |
論文掲載料および英文校正のための費用を計上していたが、年度内に論文掲載に至らなかった。他費目として無理に使用せず次年度に使用することとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初計画通り、論文発表のための英文校正および論文掲載料として使用する計画である。
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[Presentation] Rational design of ultrafast, high-affinity red calcium indicator for monitoring neuronal activity2015
Author(s)
M. INOUE, A. TAKEUCHI, S.-I. HORIGANE, H. FUJII, S. KAMIJO, S. TAKEMOTO-KIMURA, M. OHKURA, K. GENGYO-ANDO, M. KANO, J. NAKAI, K. KITAMURA, H. BITO
Organizer
Neuroscience 2015
Place of Presentation
McCormick Place Convention Center (Chicago, USA)
Year and Date
2015-10-17 – 2015-10-21
Int'l Joint Research
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[Presentation] Rational design of a novel high-affinity, ultrafast, red calcium indicator R-CaMP22015
Author(s)
Masatoshi Inoue, Atsuya Takeuchi, Shin-Ichiro Horigane, Masamichi Ohkura, Keiko Gengyo-Ando, Hajime Fujii, Satoshi Kamijo, Sayaka Takemoto-Kimura, Masanobu Kano, Junichi Nakai, Kazuo Kitamura, Haruhiko Bito
Organizer
第３８回日本神経科学大会
Place of Presentation
神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
Year and Date
2015-07-28 – 2015-07-31
